酵母菌的酒精发酵

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1、第五章发酵机制与代谢调控微生物发酵机制是指微生物通过其代谢活动，利用基质合成人们所需要的产物的内在规律。糖酵解（EMP）途径是葡萄糖有氧、无氧分解的共同途径。在缺氧条件下，细胞进行无氧酵解，仅获得有限的能量以维持生命活动，丙酮酸继续进行代谢可产生酒精、乳酸、甘油及其它厌氧代谢产品。在有氧条件下，细胞进行有氧代谢生成丙酮酸后，进入TCA循环。其发酵产品有柠檬酸、氨基酸及其它有机酸等。EMP途径3一、酵母菌的酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）1.生物合成途径第一节厌氧发酵机制与代谢调控4总反应式为：理论转

2、化率为：CO2产量约为酒精质量的95.5%实际转化率为理论值的95%，约48.5%5酒母水溶液中连续发酵pH4.5左右30~33℃60~72h酒母不含淀粉酶，主要含水解酶（如蔗糖酶、麦芽糖酶）和酒化酶（指参与酒精发酵的各种酶和辅酶的总称，胞内酶）。酒糟的利用酒精是胞内产物渗出体外与H2O任比例混合6CO2产量约为酒精质量的95.5%，而且纯度相当高，只需经过简单的提纯处理，便可得到几乎纯粹的CO2。可以用来生产液体CO2、干冰、纯碱和轻质碳酸钙等。CO2溶解度较小被动式发酵泡沫式发酵不利产生的C

3、O2应设法排除，并注意加强对随CO2逸出时被带走酒精的捕集回收。72.▲巴斯德效应(Pasteureffect)巴斯德在研究酵母的酒精发酵时，发现在有氧的情况下，由于进行呼吸作用，酒精产量大大下降，糖的消耗速度减慢，这种呼吸抑制发酵的作用被后人称为巴斯德效应。8巴斯德效应PFK受高水平的ATP、柠檬酸、脂肪酸所抑制，能被AMP、ADP活化己糖激酶被G-6-P、PEP抑制丙酮酸激酶受高水平的ATP抑制，被FDP激活PEP9主要产物是乙醇和CO2，但也伴随有40多种副产物（包括甘油和杂醇油）。副产物

4、生成一方面耗用了糖分，同时影响了产品的质量。3.酵母菌酒精发酵中副产物的生成酵母菌的酒精发酵又称酵母的第Ⅰ型发酵酵母的第Ⅱ型发酵习题：酵母可以依赖Glc厌氧或有氧生长，试解释当一直处于厌氧环境中的酵母细胞暴露于空气中时，Glc的消耗速率为什么会下降？10二、细菌的酒精发酵Glc只经过4步反应就可形成Pyr少数假单胞杆菌在ED途径中生成的2分子的丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛还原生成乙醇11三、乳酸发酵机制有同型乳酸发酵和异型乳酸发酵两种类型。前者在发酵产物中只有乳酸，后者的产物中除乳酸外，还有乙醇和C

5、O2。两者的发酵菌种不同，发酵机制也不同。1、同型乳酸发酵乳酸菌德氏乳杆菌大多数乳酸菌不具有脱羧酶乳酸脱氢酶12总反应式为：理论转化率为：2、异型乳酸发酵（1）6-磷酸葡萄糖酸途径1mol葡萄糖生成1mol乳酸和lmol乙醇。乳酸对糖的理论转化率是50％。肠膜明串珠菌和葡聚糖明串珠菌等。13（2）双歧途径双歧杆菌在这个途径中，2molGlc可以生成2mol乳酸和3mol乙酸，乳酸对糖的转化率理论上只有50%。14四、甘油发酵机制甘油（丙三醇）1、亚硫酸盐法甘油发酵酵母菌酵母的第Ⅱ型发酵良好溶剂，

6、广泛用于化妆品和医药行业；炸药。15发酵液中加入亚硫酸氢钠(NaHSO3)亚硫酸钠加成物()▲原理：阻遏乙醇的生物合成乙醇脱氢酶161.从能量守恒可知，要生成甘油则必须有等摩尔量的乙醛生成。即酵母进行甘油发酵时必须依靠部分酒精发酵以获得能量（ATP和NADH+H+）。2.生成部分乙醇不可避免。因为乙醛与NaHSO3复合反应效率低于89%；且酵母体内有乙醇脱氢酶存在。实际上甘油发酵过程中总会有一些乙醇生成，因为：C6H12O6C3H5(OH)3+CH3CHO+CO2总反应式为：酵母的第Ⅱ型发酵17

7、2、碱法甘油发酵酒精酵母酵母的第Ⅲ型发酵如果碱性（pH值7.6以上）两分子乙醛发生歧化反应形成各一分子的乙酸和乙醇。2C6H12O6+H2O2C3H5(OH)3+CH3COOH+C2H5OH+2CO2产物复杂18五、甲烷（沼气）发酵甲烷发酵的机理是厌氧菌将碳水化合物、脂肪、蛋白质等复杂的有机物最终分解成甲烷和CO2。三阶段废物利用19第二节好氧发酵机制与代谢调控一、柠檬酸发酵机制1.柠檬酸及其衍生物的用途（1）食品工业：酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、螯合剂等；（2）药物、化妆品；

8、（3）工业上：去垢、无土栽培、胶粘剂等。（4）柠檬酸盐类具有溶解度高、生理宽容性大、酸根可直接吸收和代谢。补钾、抗凝血、柠檬酸钠。（5）柠檬酸酯（三酯等）：树脂增塑剂（抗霉），化工原料，药物等。菌种：黑曲霉和假丝酵母好氧发酵发酵原料：玉米、干薯、木薯、小麦、糖蜜等。2.柠檬酸的生物合成途径黑曲霉偏好于无机氮源。无机氮源被利用后，对M的pH值有影响。T：黑曲霉生长最适33℃~37℃，柠檬酸积累32℃。pH值：黑曲霉生长最适pH3~7，柠檬酸积累pH<2。21EMPTCA柠檬酸的生物合成途径5672